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新课标下思维导图软件在初中课堂教学中的应用研究开题报告兰铁四中课题组 冯小凌各位领导、老师们：今天邀请大家参加我校新课标下思维导图软件在初中课堂教学中的应用研究课题开题报告会，非常感谢大家的光临和支持。新课标下思维导图软件在初中课堂教学中的应用研究课题是兰州市教育科研“十一五”规划2010年度市级规划课题。经领导批准，今天开题。我代表课题研究组，将本课题的有关情况汇报如下：一、核心概念的界定：u 什么是思维导图？思维导图(Mind Mapping)是英国人托尼.巴赞创造的一种记录思维活动的方法，它与传统的直线记录方法完全不同，它以直观形象的图示建立起各个概念,是一种将思想图象化的技巧，是将知识结构图象化的过程。它包含有概念图（Concept Mindmapping）、群聚法（Clustering）和心灵地图（Mindmapping）。三者之间的差别在于：概念图的制作过程是将高层次概念写在白纸上方，再向下发展次级概念；群聚法则是将主题写在白纸的中间，再向各方发展子题、次子题；心灵地图则是在发展知识结构的过程中，加入简单的图画，使图形的讯息交互出现，增强记忆，活化知识结构。思维导图基于对人脑的模拟，它的整个画面正像人的大脑结构（分布着许多“沟”“回”），其模拟突出了思维内容的重心和层次，强化了联想功能。人脑对图像的加工记忆能力大约是文字的1000倍，思维导图运用图文并重的技巧，把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来，把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接，充分运用左右脑的机能，利用记忆、阅读、思维的规律，协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展，从而开启人类大脑的无限潜能。因此，思维导图具有推动人类思维的强大功能。思维导图是一种将放射性思维具体化的方法。人类从一出生即开始累积这些庞大而复杂的数据库，大脑惊人的储存能力使我们累积了大量的资料，经由思维导图的放射性思考方法，除了加速资料的累积量外，更多的是将数据依据彼此间的关联性分层分类管理，使资料的储存、管理及应用更加系统化或者更有条理性，从而极大地提高了大脑运作的效率。思维导图的放射性结构反映了大脑的自然结构，它对以笔记形式出现的知识体系进行快速构建与扩展，从而得到一张所有的相关的、有内在联系的清晰和准确的知识架构图，可以快速有效的进行知识的管理。用一句简单的话来说，就是它可以帮助我们学习、思考及解决问题，使我们的思考过程可视化，最大限度的使我们的大脑潜能得到开发。u 思维导图软件简介目前，思维导图软件比较多，既有MindManager、MindMapper、VisualMind、Headcase、Inspiration等商业软件，也有Freemind这样的开放源程序。而国内目前也自主开发出一些软件如易思认知助手、KeystoneConceptMap等。其中美国Mindjet公司的MindManager是一款比较专业的优秀思维导图软件。MindManager是德国程序师MikeJettier编写，目前大概在全世界65以上的国家（地区）中的商业、政府、教育、集团公司等领域中使用，用户达75万。MindManager软件是一个以制作思维导图为主要功能的软件。它提供两种工作环境：图表形式和大纲形式。图表形式利于显示各要点之间的联系；大纲形式利于组织书写文件的要点。使用者可借助这个软件制作出图文并茂、色彩鲜艳、有动感的各类型、不同层次的思维导图；也可借助这个软件组织文字内容，拟写内容大纲。通过视觉上的刺激，可以让使用者更清楚要点之间的联系，使思维活动更活跃，思路更清晰，较之文字段落更能促进学习及记忆。并且操作简单，功能强大，可以插入各种格式的图片、超链接、注释、子概念等，可以直接演示，也可以和PowerPoint、Word、网页、PDF文件等进行直接转换。二、国内外研究现状述评1971年托尼巴赞开始将他的研究成果集结成书，慢慢形成了发射性思考(Radiant Thinking)和思维导图法(Mind Mapping)的概念。引起了学术界对思维导图的高度关注，不断出现了许多关于思维导图的论文、著作，其中不乏涉及到利用思维导图进行教学研究的文章。由美国康奈尔大学（cornrnell university）教育系的Josehp d Novak 教授在上世纪60年代最早提出主动自觉地在教学活动中运用思维导图来帮助教师和学生提高教学质量。Novak教授认为，思维导图对于学习者和教师同样重要，可以在教学活动中帮助师生的认知活动。此外，思维导图作为帮助学生认知的工具，在美国的中小学教育中得到了广泛的应用，从美国国家教育技术标准所提供的教案范例和软件资源目录中也可以看到许多优秀教案都使用了思维导图。相对于国外的发展来说，国内的思维导图的应用还刚刚起步，教育界的很多教师和研究人员也对此进行了积极的探索，在一些小学、中学、大学进行了思维导图与学科教学的尝试，使思维导图的应用无论在理论上还是实践上都有了很大的发展。港澳台地区有不少学校都在推行思维导图教学，特别是语文教学。如香港卫理中学的何嘉华老师，在香港大学举办的2000年国际语文教育研讨会上宣读的帮助学生提升写作能力的捷径思维导图教学的论文，还有值得一提颇有借鉴意义的是澳门大学图书馆文献中心收藏的梁佑澄所著的以思维导图（mind map）为核心的学习辅导课程对初中学生之学习业成绩提升之研究。大陆起步较晚，但发展迅猛，关于思维导图应用于教学的研究越来越多。现在据互联网所查，上海师范大学教育技术学系主任黎加厚博士，北京师范大学网络教育实验室的赵国庆等已经有众多的教育界的先行者在关注和积极谈讨它的应用，还有河北省唐山市开滦二中的齐伟老师把思维导图应用于物理学中取得了一定的成果，桂林市中山中学一级教师石向东开展了“思维导图”优化教学过程提高思政课实效的课题研究等。目前中文互联网上有不少关于思维导图的论坛，有利于人们互相切磋。可以肯定的是，在明确的可以预见的时间里，思维导图必将有更加广泛的应用，也必将更加深入到教学的各个环节中去。三、选题意义及研究价值l 视觉教育理论1946年，美国专家戴尔在他的视听教学法一书中，研究了录音、广播等视听教学手段如何运用于教学，会产生怎样的教学效果等一系列问题，总结了视听教学方法，提出了视听教学理论，也就是说实物与模型等视觉符号更有助于人们对事物的理解。思维导图就通过把教育内容通过图形的视觉形式来表现，可以促进对事物的形象认知和加深对知识的深度理解。l 思维可视化与认知工具观首先，可视化（visualize）是指一种通过可以觉察的视觉方式将思维进行外化呈现的过程。事实上，可视化能够大大提高学习者思维认知的表现绩效，使他们的认知水平提升到一个新的层面上，从而解决各种更加复杂的问题。思维导图就通过将思维以视觉化的方式呈现，从而通过智力相关的图形化符号来连接创建一种对概念的信息和知识的认知模式。通过应用可视化思维工具，将能提高成功的问题解决能力，并增加学习者的满意度。认知工具（Cognitive tools）由美国著名教学设计专家乔纳森（Jonassen, 1996）提出，指可以帮助人们完成认知任务，增强思考问题、解决问题以及学习认知能力的工具。在Computer In The Classroom: Mindtools for Critical Thinking中，列举了包括概念图在内的八种常见认知工具，把思维导图看做是一种属于促进认知和语义建构的认知工具。l 学习支架/支架图式论作为一种教学策略，支架教学（Scaffolded Instruction）从维果斯基（Vygotsky,1978）的社会文化理论和临近发展区中发展而来，是指教师等人在支持学习者发展中，提供支持结构以让他们进入下一阶段或水平的角色。主要是通过一个更有知识的人提供支架或支持来促进学习者发展，让学习者能够完成自己无法独立完成的任务，由此通过临近发展区。当学习者的知识和能力增加，越来越对自己的学习负责和自治时，教学者便渐渐减少了所提供的支架支持。如果用教学支架的观点来分析思维导图的教学应用，意味着它应该体现为一种支持结构，而这种支持结构将能够有效地促进学习者的思维支撑和能力自治。图形组织器（Graphic Organizer）是一种思维导图作为思维可视化支架的典型表现形式。图形组织器能够通过特定的图示来隐含特定的组织类型和结构关系，为教学者和学习者提供了一种使用信息和认知加工的思维支持框架。l 新课标理论教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展，要处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习。教师应尊重学生的人格，关注个体差异，满足不同学生的学习需要，创设能引导学生主动参与的教育环境，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识的态度和能力，使每个学生都能得到充分的发展。大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。国内目前，思维导图软件指导初中课堂教学的研究并不多，如何利用思维导图软件进行课堂教学的实践经验很不丰富，因此从此角度进行研究既能有效提高中学课堂教学效果，又能实现新课标的目标还是很有意义的。四、研究目标、内容、假设和拟创新点1、研究目标：以思维导图软件为载体，探索在初中课堂教学中创造新的教学方法，帮助师生掌握正确有效的学习方法策略，促进教学效率，提高教学质量，并能更好、更快的实现新课标目标。2、研究内容：（1）如何借助思维导图软件进行建构主义支架教学等；建构主义认为，要进行有意义的学习，就要将新旧知识联系起来，通过同化和顺化过程，实现认知结构的发展（陈桂生：1998）。借助思维导图软件使学习者在主动构建知识结构并形成思维导图的过程中，促进学习者看到概念和知识之间的联系，从而促进知识结构的发展，进行支架教学。（2）如何借助思维导图软件培养学生发散思维和创新思维；创新思维是一种借助于想象与联想、直觉与灵感，使人们的认识打破常规，寻求变异，探索多种解决问题的新方案或新途径的思维方式，是灵活运用多种思维方式的独特思维过程，是众多思维方法的综合、交替运用。而发散思维作为一种多角度、多方向，寻求多种答案的思维方式,，最集中地体现了创新思维的性质和本质。发散思维又称多向思维、辐射思维，就是沿着不同的方向、不同的角度思考问题，从多方面寻找解决问题答案的思维方式。它是一种综合的、全方位、高层次的思维方式，是一种非线性思维，一种立体思维，具有独特性、变通性、多向性、综合性等特点（杨文圣，李振云：2003）。利用思维导图软件制作的思维导图正是从主要概念或中心问题（MainIdea）出发，利用学习者原有的知识经验，借助自己的想象与联想、直觉与灵感来完成的。探究在教学中，教师如何先提取出学习内容的主要概念或者形成问题利用问题来驱动教学，然后利用思维导图软件，让学习者围绕主要概念或中心问题进行发散思维，即要想学习和理解新的概念（MainIdea）需要先知道那些概念（下层级概念），如此依次往下层层分解，一直到和学习者已经掌握的概念知识接轨，同时还可以列出每一个概念（节点）的衍生问题而将学习者头脑中的知识形成一个思维导图。这整个过程是一个学习者根据中心问题进行发散思维，解决问题的过程。和以往的灌输式教学不同，学习者不是以接受和记忆为主，而是充分发挥了自己的主观思维，建构了新的知识体系。整个学习过程培养了学习者的发散思维和创新思维。（3）如何借助思维导图软件记录和整理集体思维过程；探究在主题教学中，教师和学生如何根据给定的主题，借助思维导图软件记录和整理集体思维过程，在这个过程中，每个学习者可以充分敞开自己的思维，列出和主题相关的问题，记录师生的每一个想法，先让每位同学的思想得到体现，提高学习者参与的积极性，然后师生一起协商讨论，整理各种想法（节点），理顺它们之间的关系，共同编织思维导图。3、研究假设：假设能以思维导图软件为载体，进行建构主义支架教学；培养发散思维和创新思维；记录和整理集体思维过程等新的教学方法，帮助师生掌握正确有效的学习方法策略，促进教学效率，提高教学质量，并能更好、更快的实现新课标目标。4、拟创新点：通过本课题的研究，寻找思维导图在初中各学科教学中、在各种课型教学中运用的新模式，为新课程实施和提高教学效率提供创新性和有价值的支持。五、研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤：1、研究思路：首先，对我校本课题组各科教师进行思维导图基础理论的学习和思维导图软件的培训，并对已有利用思维导图软件进行课堂教学的实例进行学习、分析、研究、总结，最终达到各位教师能在思维导图基础理论指导下，熟悉的使用思维导图软件进行本学科教学设计，能很好的利用思维导图课件进行实际课堂教学。其次，根据各学科各年级段的实际，确定几个学科进行课堂教学实际应用案例研究，在同一个教师所带平行班中选一个实验班（采用思维导图软件课堂教学）和对比班（采用一般课堂教学）作为比较对象，进行不同方式的课堂教学，探究将思维导图软件作为载体，进行课堂教学的创新教学方法，最终达到本课题的研究目标。2、研究方法：文献法、比较法、行动研究法、经验总结法、案例研究法3、实施步骤：2010年4月2012年4月，分四个阶段。（1）培训准备阶段：（2010年42010年10）拟订初步研究方案，申报课题，成立课题小组，对课题研究人员开展培训。（2）初期研究阶段：（2010年11月2011年2月）根据各学科各年级段的实际，确定相关子课题，制定各学科初步研究计划，开展好相关的现状调查，收集原始资料，整理思路。（3）中期研究阶段：（2011年3月2011年9月）部分学科实际应用思维导图软件进行课堂教学尝试、分析、反思、总结（案例研究法），探究将思维导图软件作为载体，进行课堂教学的创新教学方法。（4）后期研究及结题阶段：（2011年10月2012年4月）全面整理课题实验的情况，进行实践的总结和理论的升华，最终总结出各项成果。六、主要参考文献：1、托尼巴赞（英国）著，李新译（1999）.思维导图【M】.北京：作家出版社2、齐伟与黎加厚谈概念图【J】.信息技术教育，2003，（9）：34-363、邵瑞珍【J】.教育心理学.上海教育出版社.1998年2月版4、董建春.创造性思维与创新教育【J 】.教育探索，2001，（8）：15-175、陈云辉、谢百治、赵丽等.思维导图与学生创新思维能力的培养【J】.中国医学教育技术，2006，（20）：10-116、陈敏.思维导图及其在英语中的应用【J】.外国电话教育，2005，（2）101期：37-417、杨文圣，李振云.试析发散思维是创新思维的核心【J】.衡水师专学报.2003（12）.55-578、陈桂生.教育学的建构【M】.长沙.湖南教育出版社.1998七、负责人及研究人员情况：课题学科分类F4中学综合教育课题负责人冯小凌主要参加者序号姓名性别出生年月职称研究专长学历工作单位1张俊男1962.10中教高级化学教学本科兰铁四中2孔雯女1968.7中教高级英语教学本科兰铁四中3吕晓红女1967.11中教高级历史教学本科兰铁四中4杨万翰男1974.1中教一级数学教学本科兰铁四中5冯小凌女1976.1中教一级信息技术本科兰铁四中6孙爱梅女1968.5中教高级英语教学本科兰铁四中7郭琪女1968.6中教高级政治教学本科兰铁四中8董丽梅女1967.12中教高级语文教学本科兰铁四中9张亚红女1972.1中教一级语文教学本科兰铁四中10朱弘波女1973.9中教一级生物教学本科兰铁四中11朱小敏男1974.12中教一级数学教学本科兰铁四中12张占梅女1968.5中教高级政治教学本科兰铁四中13张桂宁女1976.10中教二级物理教学本科兰铁四中14魏锦娓女1973.2中教一级政治教学本科兰铁四中15张庆女1967.3中教一级体育教学本科兰铁四中16胡馨予女1982.2中教二级信息技术本科兰铁四中八、预期研究成果主 要 阶 段 性 成 果 序号研究阶段（起止时间）阶 段 成 果 名 称成果形式负责人12010年4月2010年10月培训准备阶段开题报告冯小凌22010年11月2011年2月初期研究阶段研究计划吕晓红32011年3月2011年9月中期研究阶段教学设计集、课件集、课堂实录杨万翰42011年10月2012年4月后期研究及结题阶段研究报告、论文冯小凌最 终 研 究 成 果 序号完成时间最 终 成 果 名 称成果形式负 责 人12012年10月 10日研究报告研究报告冯小凌22012年4月 20日优秀教学设计、课件教学设计集、课件集杨万翰32012年4月 20日课堂实录课堂实录集冯小凌42012年4月 20日论文论文冯小凌各位领导、老师们，本课题的研究得到了学校领导的高度重视，在人力、物力和经费上都给予了大力的支持和充分的保障，我们课题组全体成员有信心、有决心完成课题研究的任务。谢谢！2010年10月12日